Социально-значимый проект по физике на тему: «Влияние электромагнитного поля на биологические объекты»

Влияние электромагнитного поля  на биологические объекты

Работу выполнила Ученица 9 класса

Филиппович Анастасия

Руководитель: учитель физики Новикова В.В

МБОУ Мерлинская школа д.Мерлино 2017-2018г

Паспорт проектной работы

Исследование

Воздействие  электромагнитного поля Земли на биологические объекты.

Воздействие электромагнитного излучения на здоровье человека.

Цели и задачи проекта

Цели

• Понять, как магнитное поле действует на
• биологические объекты Земли.
• Научиться работать с информацией.

Задачи:

   1)  Исследовать литературу содержащую, необходимую информацию для проекта.

   2)    Исследовать воздействие ЭМП(электромагнитного поля) на человека в возрасте от 14   до 40 и старше.

    3) Исследовать степень влияния электромагнитного излучения на здоровье человека.

     4)Предложить рекомендации по поиску эффективных путей решения проблемы воздействия     электромагнитного излучения на здоровье человека.

Введение

     Одной из ключевых проблем электромагнитной экологии является объяснение механизма влияния слабых магнитных полей на биологические объекты. На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли постоянно воздействовало на состояние экосистем. В ходе эволюционного развития  окружающая среда и живые организмы адаптировалась к естественному фону.

      Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности, когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик.

     Это явление, получившее название магнитных бурь, неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем, включая и организм человека.

     В этот период отмечается ухудшение состояние больных, страдающих сердечно-сосудистыми, нервно-соматическими и другими заболеваниями. Влияет магнитное поле и на животных, в особенности на птиц и насекомых.

Основные определения

• Электромагнитное поле – это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами.
•  Электрическое поле – создается электрическими зарядами и заряженными частицами в пространстве.
• Магнитное поле – создается при движении электрических зарядов по проводнику.

Причины существования электромагнитного поля, и его связь с магнитным полем

    Физической причиной существования электромагнитного поля является то, что изменяющееся во времени электрическое поле возбуждает магнитное поле, а изменяющееся магнитное поле – вихревое электрическое поле. Непрерывно изменяясь, обе компоненты поддерживают существование электромагнитного поля. Поле неподвижной или равномерно движущейся частицы неразрывно связано с носителем (заряженной частицей).

    Земля обладает "магнитным полем дипольного типа", как будто бы в ее центре расположен гигантский полосовой магнит. Конфигурация этого поля медленно изменяется, вероятно в результате движения расплавленного материала во внешнем ядре Земли на глубинах более 2900 км.

    В ближайшие полвека северный магнитный полюс Земли переместится из Канады к побережью России. Малый круг очерчивает территорию, где в 2050 году будет наблюдаться полярное сияние.

    Земная магнитосфера защищает нашу планету от солнечного ветра – потока заряженных частиц

     Магнитные бури – это возмущение магнитного поля Земли, изменение местоположения ее магнитных полюсов.

Они воздействуют на биосферу Земли:

• На человека
• На растения и животных
• На вирусы и бактерии
• Увеличивается число аварий на автомагистралях,
• выходят из строя трансформаторы и генераторы,
•  нарушается радиосвязь, безопасность компьютерных систем,
• нарушается график движения поездов,
• происходят аварии на нефте- и газопроводах

Магнитные бури влияют на погоду и климат на земле, на содержания озона в атмосфере.

Влияние магнитного поля на человека

    Многочисленные исследования в области биологического действия магнитного поля позволят определить наиболее чувствительные системы организма человека: нервная, иммунная, эндокринная и половая. Эти системы организма являются критическими.

Влияние на нервную систему

    Большое число исследований, выполненных в России, дают основание отнести нервную систему к одной из наиболее чувствительных систем в организме человека к воздействию ЭМП. Изменяется высшая нервная деятельность, память у людей, имеющих контакт с ЭМП. Эти лица могут иметь склонность к развитию стрессовых реакций. 

    Определенные структуры головного мозга имеют повышенную чувствительность к ЭМП. Особую высокую чувствительность к ЭМП проявляет нервная система эмбриона.

Влияние на иммунную систему

    Результаты исследований ученых России дают основание считать, что при воздействии ЭМП нарушаются процессы иммуногенеза, чаще в сторону их угнетения. Установлено также, что у животных, облученных ЭМП, изменяется характер инфекционного процесса - течение инфекционного процесса отягощается.

   Влияние ЭМП высоких интенсивностей на иммунную систему организма проявляется в угнетающем эффекте на систему клеточного иммунитета. ЭМП могут способствовать усилению образования антител к тканям плода в организме беременной самки. 

Влияние на эндокринную систему

    В работах ученых России еще в 60-е годы в трактовке механизма функциональных нарушений при воздействии ЭМП ведущее место отводилось изменениям в гипофиз-надпочечниковой системе. Исследования показали, что при действии ЭМП сопровождалось увеличением содержания адреналина в крови, активацией процессов свертывания крови.

Влияние на половую функцию

    Было высказано мнение о возможности специфического действия ЭМП на половую функцию женщин, на эмбрион. Результаты проведенных эпидемиологических исследований позволят сделать вывод, что наличие контакта женщин с электромагнитным излучением может привести к преждевременным родам, повлиять на развитие плода и, наконец, увеличить риск развития врожденных уродств.

Общее влияние электромагнитного поля на организм человека 

      Результаты клинических исследований, проведенных в России, показали, что длительный контакт с электромагнитным полем в СВЧ- диапазоне может привести к развитию заболевания, получившего наименование «радиоволновая болезнь». Люди, длительное время находящиеся в зоне облучения, предъявляют жалобы на слабость, раздражительность, быструю утомляемость, ослабление памяти, нарушение сна.

     Со стороны сердечно-сосудистой системы проявляются гипотония, боли в сердце, нестабильность пульса. У людей, находящихся (в основном, по долгу службы) в зоне облучения непрерывно, возникают изменения в структуре костного мозга в сторону увеличения скорости регенерации.  

Исследование (Влияние «магнитных бурь»  на здоровье человека)

Опросили 75 человек в возрасте от14 до 60 лет.

Они ответили на вопросы

1.Наблюдаете ли изменение самочувствия А) до увеличения солнечной активности; Б) во время солнечной активности; В)после солнечной активности; Г) не наблюдаю изменений.

2. Какие заболевания проявляются в период солнечной активности? А)чаще болит голова; Б)чаще болит сердце; В) чаще болят суставы, здоровье в целом не изменяется.

Основные источники ЭМП и способы защиты от их вредного действия 

    Сегодня в мире существует множество источников электромагнитного излучения различной мощности. Каких-либо однозначных мер защиты или ограничения их влияния не существует, можно лишь ограничить себя от воздействия. Далее рассмотрим основные источники, общие и специфические меры защиты от вредного действия ЭМП. Основные из них: электропроводка, бытовые электроприборы, средства сотовой связи, ПК.

Электропроводка.

    К электропроводке относят как кабельные линии, подводящие электричество ко всем квартирам и внутри их, так и распределительные щиты и трансформаторы. В помещениях смежных с этими источниками уровень магнитного поля обычно повышен, а уровень электрического поля не высокий и не превышает допустимых значений.

Защита:

- исключение длительного пребывания в местах с повышенным уровнем магнитного поля промышленной частоты;

- грамотное расположение мебели для отдыха в жилом помещении, обеспечивающие расстояние два-три метра до распределительных щитов и силовых кабелей;

- при установке полов с электроподогревом останавливать свой выбор системы на той, которая обеспечивает более низкий уровень магнитного поля;

- при наличии в помещении неизвестных кабелей или электрических шкафов, щитков обеспечить наибольшее удаление от них жилой зоны.

Бытовые электроприборы 

Рекомендации по защите :

- при приобретении бытовой техники необходимо обращать внимание на отметку о соответствии прибора требованиям «Межгосударственных санитарных норм допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях»;

- использование приборов с меньшей мощностью;

-место отдыха необходимо удалять от бытовых приборов, излучающих достаточно большой уровень магнитного поля, таких как холодильники «no frost», некоторые типы полов с электрическим подогревом, телевизоры, нагреватели, блоки питания и зарядные устройства;

 - размещение электрических приборов на некотором расстоянии друг от друга и удаление их от места отдыха.

Влияние электромагнитного излучения на  здоровье человека

           Наблюдения показали, что в разных местах города разная степень неоднородности электромагнитного излучения (ЭМИ) даже в пределах нескольких сот метров. Передвигаясь, человек в течение короткого времени попадает в зоны с разной напряжённостью поля, а это значит, что каждый раз должны срабатывать механизмы адаптации. Такой режим не является естественным для человека, а следовательно, опасен.

         Электрическое поле создается зарядами. 

Магнитное поле создается при движении электрических зарядов по проводнику. 

Для характеристики величины электрического поля используется понятие напряженность электрического поля, обозначение Е, единица измерения В/м (Вольт-на-метр).

Величина магнитного поля характеризуется напряженностью магнитного поля Н, единица А/м .

 При измерении сверхнизких и крайне низких частот часто также используется понятие магнитная индукция В, единица Тл(Тесла), одна миллионная часть Тл соответствует 1,25 А/м.

        Электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами.

 Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле Е порождает магнитное поле Н, а изменяющееся Н - вихревое электрическое поле: обе компоненты Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга.

ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами.

 При ускоренном движении заряженных частиц, ЭМП "отрывается" от них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника , т е возникает электромагнитное излучение.

Основные источники ЭМП и способы защиты от их вредного действия 

       Сегодня в мире существует множество источников электромагнитного излучения различной мощности. Каких-либо однозначных мер защиты или ограничения их влияния не существует, можно лишь ограничить себя от воздействия. Далее рассмотрим основные источники, общие и специфические меры защиты от вредного действия ЭМП. Основные из них: электропроводка, бытовые электроприборы, средства сотовой связи, ПК.

Электропроводка.

       К электропроводке относят как кабельные линии, подводящие электричество ко всем квартирам и внутри их, так и распределительные щиты и трансформаторы. В помещениях смежных с этими источниками уровень магнитного поля обычно повышен, а уровень электрического поля не высокий и не превышает допустимых значений.

Принципы обеспечения безопасности населения 
Основной принцип защиты здоровья населения от электромагнитного поля ЛЭП состоит в установлении санитарно-защитных зон для линий электропередачи и снижением напряженности электрического поля в жилых зданиях и в местах возможного продолжительного пребывания людей путем применения защитных экранов.
Границы санитарно-защитных зон для ЛЭП которых на действующих линиях определяются по критерию напряженности электрического поля - 1 кВ/м.

Границы санитарно-защитных зон для ЛЭП

Напряжение ЛЭП                                                 330 кВ     500 кВ  750 кВ  1150кВ

 Размер санитарно-защитной (охранной) зоны 20м          30 м      40 м       55 м

Защита:

• - исключение длительного пребывания в местах с повышенным уровнем магнитного поля промышленной частоты;
• - грамотное расположение мебели для отдыха в жилом помещении, обеспечивающие расстояние два-три метра до распределительных щитов и силовых кабелей;
• - при установке полов с электроподогревом останавливать свой выбор системы на той, которая обеспечивает более низкий уровень магнитного поля;
• - при наличии в помещении неизвестных кабелей или электрических шкафов, щитков обеспечить наибольшее удаление от них жилой зоны.
• Для защиты населения от воздействия электромагнитных излучений в строительных конструкциях в качестве защитных экранов могут применяться металлическая сетка, металлический лист или любое другое проводящее покрытие, в том числе и специально разработанные строительные материалы.
•  В ряде случаев достаточно использования заземленной металлической сетки, помещаемой под облицовочный или штукатурный слой.. В качестве экранов могут применяться также различные пленки и ткани с металлизированным покрытием

Бытовые электроприборы

      Самые опасные поля - это поля СВЧ-диапазона. Сантиметровые и миллиметровые волны действуют на кожу. А дециметровые, проникая на глубину 10-15 см, уже напрямую бьют по внутренним органам.

К сожалению, вредное воздействие ЭМИ связано не только с источниками широкомасштабного излучения. Известно, что магнитное поле возникает вокруг любого предмета, работающего на электрическом поле. А это практически любой прибор, сопровождающий нас в быту (даже электрические часы).

Напряженности магнитных полей от бытовых электроприборов показали, что их кратковременное воздействие может оказаться даже более сильным, чем долговременное пребывание человека рядом с линией электропередач. Если отечественные нормы допустимых значений напряженности магнитного поля для населения от воздействия ЛЭП составляют 1000 мГц, то бытовые электроприборы существенно превосходят эту величину”, таблица 1.

Таблица 1 Уровень напряженности магнитного поля на различных расстояниях от прибора до человека, мГц

Эти данные объясняют тот факт, что отдельные мужчины отказываются пользоваться электрическими бритвами, ссылаясь на головные боли. Подобные жалобы можно услышать и от женщин, регулярно использующих фен для укладки волос.

Рекомендации по защите :

• - При приобретении бытовой техники необходимо обращать внимание на отметку о соответствии прибора требованиям «Межгосударственных санитарных норм допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях»;
• - использование приборов с меньшей мощностью; место отдыха необходимо удалять от бытовых приборов, излучающих достаточно большой уровень магнитного поля, таких как холодильники «no frost», некоторые типы полов с электрическим подогревом, телевизоры, нагреватели, блоки питания и зарядные устройства;
•  - размещение электрических приборов на некотором расстоянии друг от друга и удаление их от места отдыха.

Неблагоприятные источники магнитного поля промышленной частоты в квартире 

• холодильники с системой “без инея”
• некоторые типы “теплых полов”
•  нагреватели
•  телевизоры
• некоторые системы сигнализации
•  различного рода зарядные устройства
•  выпрямители и преобразователи тока
• сотовые телефоны

Влияние мобильного телефона на организм человека

• развитие заболеваний суставов
• снижение зрения
• отрицательно сказывается на мужских детородных функция

 При работе мобильного телефона электромагнитное излучение воспринимается не только приемником базовой станции, но и телом пользователя, и в первую очередь его головой. Эксперимент российских ученых показал, что мозг человека не только ощущает излучение сотового телефона, но и различает стандарты сотовой связи.

Исследовательская деятельность

Анкетирование среди учащихся МБОУ Мерлинской школы количество опрашиваемых – 30 человек.

Кто имеет или не имеет сотовый мобильный телефон?

Все считают сотовый телефон важным и крайне нужным прибором, но не всегда звонят только по делу.

Показатель звонков по мобильному телефону в течении дня

23%- очень часто,

28% -часто,19%-редко,9%- 1-2 раза в день

Рекомендации

• не пользуйтесь сотовым телефоном без необходимости;
• разговаривайте непрерывно не боле 3 – 4 минут;
• не допускайте, чтобы МРТ пользовались маленькие дети;
• при покупке выбирайте сотовый телефон с меньшей максимальной мощностью излучения;
• в автомобиле используйте МРТ совместно с системой громкоговорящей связи «hands-free»

Влияние ПК на здоровье человека

• функциональные нарушения центральной нервной системы
• болезни опорно-двигательного аппарата
• приводит к аномальным исходам беременности

Влияние на зрение :

• развитие миопии (близорукость)
• развитие катаракты

Синдром длительной статистической нагрузки:

• развивается мышечная слабость
• изменения формы позвоночника

Стресс:

• агрессивность
• депрессия
• раздражительность

   Дерматиты и тендовагиниты

Результаты опроса видны на диаграмме % соотношение  числа компьютеров  у опрошенных обучающихся

Чаще всего используют компьютер учащиеся 9 х классов ,но не для подготовки к урокам, а для развлечений. Обучающиеся 7-8 классов стараются в равной степени использовать ПК и для подготовки к урокам и для развлечений. После работы на компьютере чаще они жалуются на боли в глазах.

Персональный компьютер

       Персональные компьютеры стали частью жизни многих людей. Некоторые используют их только на работе или дома, а некоторые проводят большую часть своего времени за компьютером. Влияние компьютеров однозначно сказывается на здоровье человека, влияя как на общее состояние, так и на зрение и другие органы. Но, это влияние складывается из множества разнообразных факторов, таких как эргономика устройств персонального компьютера и рабочего места пользователя, освещенность и зашумленность помещения, электромагнитное поле, создаваемое компьютером.

Последствия регулярной работы с компьютером без применения защитных средств: 

• заболевания органов зрения (60% пользователей);
• болезни сердечно-сосудистой системы (60%);
• заболевания желудочно-кишечного тракта (40%);
• кожные заболевания (10%);
• различные опухоли.

Исследования функционального состояния пользователя компьютера, проведенные в 1996 году в Центром электромагнитной безопасности, показали, что даже при кратковременной работе (45 минут) в организме пользователя под влиянием электромагнитного излучения монитора происходят значительные изменения гормонального состояния и специфические изменения биотоков мозга.

 Особенно ярко и устойчиво эти эффекты проявляются у женщин. Замечено, что у групп лиц (в данном случае это составило 20%) отрицательная реакция функционального состояния организма не проявляется при работе с ПК менее 1 часа.

       При вынужденной рабочей позе, при статической мышечной нагрузке мышц ног, плеч, шеи и рук длительно пребывают в состоянии сокращения. Поскольку мышцы не расслабляются, в них ухудшается кровоснабжение; нарушается обмен веществ, накапливаются биопродукты распада и, в частности, молочная кислота. Пользователи дисплеев часто находятся в состоянии стресса ..

Рекомендации

• Монитор должен быть установлен прямо перед пользователем, на расстоянии 60 – 70 см.
• Туловище пользователя должно находиться  от стола на расстоянии 15-16 см.
• Рабочий стол и посадочное место должны иметь такую высоту, чтобы уровень глаз пользователя находился на уровне или чуть выше центра монитора.
• Не прикасайтесь к экрану монитора.
• По возможности, стоит приобрести жидкокристаллический монитор, поскольку его излучение значительно меньше.
• Системный блок и монитор должен находиться как можно дальше от вас.
• По возможности сократите время работы за компьютером и почаще прерывайте работу.

     Некоторые страны, понимающие опасность электромагнитных излучений, отказываются от приборов, являющихся их источником, и создают более совершенные. 

В результате исследований населения в Швеции установлено, что у тех, кто живёт в условиях повышенного (более 0,1 мкТл) уровня магнитного поля промышленной частоты, возрастал риск развития лейкемии. В частности, у детей он возрастал в 3,6 раза с повышением уровня магнитного поля от 0,1 мкТл до 0,4 мкТл.

          В нашей стране существует Центр электромагнитной безопасности, где разрабатываются всевозможные средства защиты от электромагнитных излучений: специальная защитная одежда, ткани и прочие защитные материалы, которые могут обезопасить любой прибор.

Но до внедрения подобных разработок в широкое и повседневное их использование пока далеко.

Так что каждый пользователь должен позаботиться о средствах своей индивидуальной защиты сам, и чем скорее, тем лучше.

Заключение

При работе над проектом выяснилось, что электромагнитное излучение очень сильно влияет  на здоровье человека;

Проведено исследование по данной проблеме;

Выявлены последствия воздействия электромагнитного излучения;

Разработаны рекомендации по поиску эффективных путей решения проблемы воздействия  электромагнитного излучения на здоровье человека.

В качестве защитных мер можно назвать регулярные прогулки на свежем воздухе, проветривание помещения, занятия спортом, соблюдение элементарных правил работы, работа с хорошей техникой, которая удовлетворяет всем стандартам безопасности и санитарным нормам. 

•         Также рекомендуется наличие на экранах мониторов антистатического покрытия (antistatic coating), которое препятствует возникновению на поверхности экрана электростатического заряда, притягивающего пыль и неблагоприятно влияющего на здоровье пользователя.
•  Считаем работу над проектом нужной полезной.
•  В результате работы поставленные цели и задачи выполнили.
• Изученная проблема актуальна и современна .
• В дальнейшем продолжим более углубленное её изучение .
• Рекомендации предложенные для защиты от воздействия  ЭМП постараемся сами выполнять.

Список используемых материалов:

1.Материалы интернет-портала «REFERAT.RU» (рефераты, учебные и справочные материалы на данную тему).

2. Ромашев Д.К Реферат «Электромагнитное поле и его влияние на здоровье человека» - СПб: СПГТУ – 2001 – 21стр .

3. http://www.pole.com.ru/: Центр электромагнитной безопасности.

4. Зинковская М. Курсовая работа «Влияние электромагнитных полей на живые организмы» - Днепропетровск: ДНУ – 2001 – 19стр .